半導體晶圓廠潔凈車間設計建設布局指標要點

       半導體器件晶圓的生產(chǎn)過程中，易受外來物、灰塵粒子、金屬離子等外來物的影響而破壞表面結(jié)構(gòu)，這種產(chǎn)品特性也決定了其制造過程中必須有潔凈度的要求。同時，在半導體晶圓的測試過程中，測試間也必須置于潔凈室中，潔凈度的控制也同樣重要，潔凈車間的潔凈度控制不好，會導致空氣中的含塵量過高，從而導致外來物的增加，進而影響到測試的準確度、穩(wěn)定性。嚴重還會導致探針測試卡的損壞。

       潔凈車間最主要的作用就在其能控制產(chǎn)品（如硅芯片等）所接觸之大氣的潔凈度及溫濕度，使產(chǎn)品能在一個良好之環(huán)境空間中生產(chǎn)。在晶圓車間中，為了解決晶圓測試中良率不佳、測試結(jié)果不穩(wěn)定，探針測試卡的損毀及晶圓的報廢這些問題，潔凈室及輔助室的設計就該是廠區(qū)建設的首要任務之一，且嚴格按照行業(yè)標準規(guī)范進行《硅集成電路芯片工廠設計規(guī)范》、《建筑設計防火規(guī)范》、《電子工業(yè)潔凈廠房設計規(guī)范》、《潔凈廠房設計規(guī)范》等規(guī)范。

       越是大的從事晶圓生產(chǎn)的企業(yè)對整個工廠自動化、智能化程度要求越高，所以對半導體潔凈生產(chǎn)車間的設計師來說，動輒幾百億投資的晶圓廠區(qū)做怎樣的合理規(guī)劃、系統(tǒng)架設以提高整個潔凈工廠的空間利用率、減少機臺的閑置時間、提升產(chǎn)品的良率是他們設計的重中之重。當然這些內(nèi)容也是工廠設計定稿前需要與廠家重點探討研究的問題。

       晶圓車間對生產(chǎn)環(huán)境的溫度、濕度、潔凈度、防微振等均有著嚴格的控制要求，且各種配套系統(tǒng)繁多復雜。合景凈化工程公司工程設計師常規(guī)也會采用FAB布局設計，比如從Fab建筑布局的豎向布置、平面布置、底層柱網(wǎng)的確定、SB支持區(qū)的布置、新風機房的布置、建筑消防、火災危險性分類的確定、防火分區(qū)設計、防泄爆設計、專用消防口的設置等等。

       大多數(shù)FAB工廠都是四層結(jié)構(gòu)，從上至下分別為：上技術(shù)夾層，潔凈生產(chǎn)層，潔凈下技術(shù)夾層和非潔凈下技術(shù)夾層。

設計指標及參數(shù)要點

       1、因其對生產(chǎn)環(huán)境的恒溫恒濕溫控制要求很高（溫度控制在22℃±1℃，相對濕度控制在43%±3%）；

       2、 生產(chǎn)大環(huán)境的空氣潔凈等級為千級（ISO 6級）；

       3、光刻等特殊區(qū)域的空氣凈化等級十級（ISO 4級）；

       4、規(guī)范要求空氣凈化等級（ISO 1-4級）的凈化室采用垂直層流：上技術(shù)夾層（送風靜壓箱）中的空氣通過FFU（風機過濾機組）輸送至潔凈生產(chǎn)層，氣流通過高架地板及華夫板孔洞送至潔凈下技術(shù)夾層，再經(jīng)過回風夾道中的DCC(干冷盤管)回到上技術(shù)夾層，循環(huán)往復。

       此外半導體的Fab工廠會使用大量的易燃易爆、毒性化學品，且種類繁多，因此設計師在設計過程中要格外注意根據(jù)規(guī)范設計甲乙類氣體、危險化學品，甚至惰性氣體的存放和分配間應靠外墻布置，且酸性，堿性，有機類化學品存放收集間相對應的室外還應預留足夠的槽罐車裝卸場地面積。消防設計作為Fab工廠設計的難點和痛點，設計師要在防火分區(qū)設計、防泄爆設計、專用消防口的設置工作中投入大量精力。